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3D激光测量技术的发展及其应用

3D激光测量技术的发展及其应用

【摘要】:
随着激光技术和电子技术的发展,激光测量已经从静态的点测量发展到动态的跟踪测量和3D立体测量领域。上个世纪末,美国的CYRA公司和法国的MENSI公司率先将激光技术发展到三维测量领域。其中,CYRA公司的3D测量技术着重于中远距离(50米-200 米)目标的测量应用,可以获得6毫米到4厘米的测量精度,是针对建筑模型,地面施工,电站,船舶设计等大型项目的建模,监测应用;而MENSI公司则着重 于短距离

随着激光技术和电子技术的发展,激光测量已经从静态的点测量发展到动态的跟踪测量和3D立体测量领域。上个世纪末,美国的CYRA公司和法国的MENSI公司率先将激光技术发展到三维测量领域。其中,CYRA公司的3D测量技术着重于中远距离(50米-200   米)目标的测量应用,可以获得6毫米到4厘米的测量精度,是针对建筑模型,地面施工,电站,船舶设计等大型项目的建模,监测应用;而MENSI公司则着重   于短距离高精度的3D测量应用,由于可以达到0.25毫米的精度,为工业设计,设备加工,质量监测领域提供了全新的测量手段。在2000年的时候,美国宇  航局(NASA)就已经在设计加工过程中成功的应用了3D测量技术。
      现在,3D测量技术已经发展出更远的工作距离和更多的应用领域。I-SITE公司的3D激光扫描仪的工作距离已经达到了800米,适用于更大规模的现场监   测,如露天煤矿等。3D激光测量也已经被应用到航空测量的领域,即激光雷达。传统的遥测技术包括卫星遥感,航空摄影测量等。但是卫星遥感技术规模浩大,成本高,约束条件多,缺乏灵活性。而航空摄影测量成本昂贵,设备要求高。相比之下,3D激光扫描设备可以在低空100米到450米的范围内对地面目标进行准   确的3D测量,其精度可以达到10厘米。其低成本和灵活性将航测技术拓展到更多更广的范围。激光雷达不仅在军事上有广泛的应用,在水利,电力,交通,防洪,滑坡监测,林业等领域都有着非常广泛的应用前景。
      3D激光测量对于软件处理有着很高的要求,需要使用专业的对测量信息进行处理,然后结合AutoCAD软件建模并应用。其工作步骤包括:测量,表面处理,软件拚接,三维建模,应用数据等。与传统的方式相比,3D激光测量有着极高的工作效率,可以大大加速工程的速度,监测并获得可靠的精度。
      在土木工程,工业设计,地面模型,路桥设计,船舶建造,地理数据采集,现场保护,露天煤矿,建筑监测等很多领域3D激光扫描技术都获得了成功的应用。其高   效率和低成本的特点获得了广泛的认可。例如,根据美国在高速公路,立交桥的施工过程中应用3D激光测量技术的经验,每个项目大约可以缩短工期4到6个月,  而且不需要测量员进入公路,桥梁工作,目标路段依旧可以保持畅通。在保证高精度,节省成本的同时,还实现了最大的社会效益。

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